同济大学岩体力学的思考题..docxVIP

一、岩石与岩体的区别是什么?岩石：由一种或多种矿物经成岩作用后形成的集合体岩体：一定工程范围内，存在各种结构面的自然地质体二、什么是结构面?结构面：具有极低的或没有抗拉强度的不连续面（包括不整合、褶皱、断层、节理、层理、片理、劈理等一切地质界面）三、岩体的特征有哪些?(1)非连续性 (2)非均质和各向异性(3)单元体的可移动性(4)赋存地质因子特性(水、气、温度、应力场等) (5)残余强度特性掌握颗粒密度、含水率、吸水率、饱和吸水率、软化系数、耐崩解性指数、自由膨胀率、侧向约束膨胀率等概念岩石试件单轴抗压试验的主要破坏形态有哪两种？试件破坏后的形态?1. 圆锥形破坏?2. 柱状劈裂破坏影响岩石试件单轴抗压强度的因素有哪些？如何影响？影响因素：承压板刚度试件尺寸、形状和高径比的影响加载速率环境的影响如何采用劈裂法获得岩石试件的抗拉强度？用一个实心圆柱形试件，使它承受径向压缩线荷载至破坏，间接地求出岩石的抗拉强度。公式及优点见课本21页不同围压下三轴压缩试验岩石试件的破坏类型有哪几种？三向压缩试验岩石破坏类型1. 柱状劈裂破坏(低围压) 2. 斜面剪切(中等围压) 3. 腰鼓状破坏(高围压)三向压缩试验岩石强度影响因素：影响因素1.几何尺寸2.加载速率3.围压（侧向压力）4. 加载路径5. 孔隙水压力孔隙水压力对岩石试件三轴压缩强度的影响如何？由于岩石中存在孔隙水压力，在外部的应力作用下，孔隙水压力也将平衡掉一定的外部压力，从而使作用在岩石上的围压值减小，进而导致与其对应的极限最大主应力值减小。单轴压缩应力应变全过程曲线可分哪几个阶段？(1)压密阶段 (2)弹性阶段 (3)塑性阶段解释扩容和产生扩容现象的主要原因。扩容：岩石受外力作用后，发生非线形的体积膨胀，且不可逆扩容现象的主要原因：岩石试件在加载过程中，由于试件中的微裂纹发生张开、扩展、连接和贯通，使岩石内的空隙不断的增大，促使其在宏观上表现为体积增大。什么是岩石的蠕变？典型蠕变曲线的形态特征是什么？在恒定的外力作用下，应变随时间而增大，所产生的变形称为蠕变AB阶段，瞬态蠕变阶段，又称衰减蠕变阶段，在此阶段若卸去作用的荷载，最先恢复的是岩石瞬时应变，之后随着时间的增加，其剩余应变也能逐渐的恢复。BC阶段，稳态蠕变阶段，此阶段应变无法全部恢复，存在着部分不能恢复的永久变形，可以称为黏塑性变形C点以后阶段，非稳态蠕变或称为加速蠕变阶段。岩石应变急剧增加，经过短暂时间后岩石将发生破坏。应力松弛：应变不变，应力随时间而减小长期强度：荷载在长期应力作用下的强度弹性后效：卸荷后，岩石具有随时间的增长应变逐渐恢复的特性影响岩石蠕变的因素有哪些？如何影响？1. 应力水平1. 低应力水平下不出现非稳态蠕变阶段2. 高应力水平下很快破坏3. 中等应力水平下完整蠕变曲线2. 温度、湿度高温时的蠕变量及其在稳态蠕变阶段的斜率，要低于低温时的蠕变量及其在稳态蠕变阶段的斜率。饱和状态的蠕变量和蠕变速率，要高于干燥状态的蠕变量和蠕变速率。3. 岩性不同的岩石表现出明显的蠕变差别基本力学介质模型和常用的岩石力学介质模型分别有哪几种？基本力学介质模型：弹性介质模型、塑性介质模型、黏性介质模型常用的岩石力学介质模型：弹塑性介质模型（理想弹塑性介质模型、塑性硬化弹塑性介质模型）、黏弹性介质模型（马克思韦尔模型、开尔文模型）串联元件和并联元件的工作原理是什么？为什么称Maxwell模型为松弛模型在应变不变的条件下，应力随t以指数函数衰减，因此称其为松弛模型。（应力值不一定能够完全恢复，取决于岩石实验初期加载量的不同）为什么称Kelvin模型为延迟模型？卸载后应变随时间的增长而恢复，即为弹性后效的变形特性，因此称其为延迟模型。（应变值不一定能够完全恢复，取决于所施加的应力水平）Griffith强度理论的基本思想是什么？该理论计算的单轴抗压强度是多少？1. 在脆性材料的内部存在着许多裂纹2. 随着作用的外力逐渐增大，裂纹将沿着与最大拉应力成直角的方向扩展3. 当作用在裂纹尖端处的有效应力达到形成新裂纹所需的能量时，裂纹开始扩展该理论计算的单轴抗压强度是抗拉强度的8倍。莫尔强度理论岩石是在正应力和剪应力组合作用下产生破坏，与无关1. 优点(1) 比较全面反映了岩石的强度特性，既适用于塑性材料，也适用于脆性材料的剪切破坏。(2) 反映了岩石的抗拉强度远小于抗压强度这一特性，并能解释岩石在等拉时会破坏，而在等压时不会破坏。(3) 指出了岩石破坏时，剪切（破坏）面与最大大主应力作用面之间夹角为45+φ/22.缺点(1) 不能从岩石的破坏机理上解释破坏特征。岩石的破坏机理是微裂纹在外力作用下不断扩张直至贯通成一个宏观破坏面。(2) 没有考虑中主应力的影响。(3) 岩石拉伸破坏时为破坏面分离的张破裂，φ对张破坏无意义，而Mohr理